Le leggi di Ohm sono tre principi fondamentali che riguardano il flusso di corrente elettrica in un circuito. Prendono il nome dal loro inventore, il fisico e ingegnere tedesco Georg Ohm. Le leggi di Ohm ci aiutano a capire come l’elettricità sia in grado di far funzionare un dispositivo elettrico, come una lampadina o un motore elettrico.
Esse spiegano cosa succede alla corrente in un circuito quando si aumenta la tensione (ad esempio, accendendo una fonte di alimentazione), si diminuisce la resistenza (ad esempio, aggiungendo un altro resistore in parallelo a quello già presente) o si introduce un qualche tipo di impedenza (ad esempio, collegando resistenze in serie). Le leggi di Ohm si applicano a qualsiasi circuito, sia esso in corrente continua o alternata, continuo o discreto, lineare o non lineare. Esse supportano due operazioni principali: possono essere utilizzate per trovare la resistenza equivalente tra due punti di un circuito e per calcolare la tensione attraverso un determinato resistore, dati gli altri parametri del circuito.
Prima legge di Ohm
La prima legge (o legge della conservazione dell’energia) delle leggi di Ohm dice che la quantità di energia che scorre in un circuito chiuso deve rimanere la stessa anche se il circuito è composto da resistenze con valori diversi. Ciò significa che se si aggiunge un resistore o se ne rimuove uno da un circuito, il flusso di corrente rimane invariato anche se la tensione attraverso tutti i resistori cambierà. La quantità di energia che attraversa il circuito non cambia, anche se cambia la tensione su ogni resistenza. Se si aggiunge un resistore in parallelo a quello già presente in un circuito, la tensione attraverso ciascun resistore sarà la stessa, ma la corrente attraverso ciascuno di essi sarà diversa. In altre parole, se la tensione su entrambe le resistenze è di 10 V e la resistenza della prima è di 2 Ω e quella della seconda di 4 Ω, la corrente che attraversa la prima resistenza sarà di 10/2=5 A e la corrente che attraversa la seconda sarà di 10/4=2,5 A.
Seconda legge di Ohm
La seconda legge di Ohm dice che la corrente che attraversa un resistore è direttamente proporzionale alla tensione applicata su di esso, e la costante di proporzionalità è la resistenza del resistore. Ciò significa che se si raddoppia la tensione applicata a un determinato resistore, anche la corrente che lo attraversa raddoppia. Se si dimezza la tensione applicata a un determinato resistore, anche la corrente che lo attraversa si dimezza. Se due resistenze sono collegate in parallelo e la tensione su ciascuna di esse è la stessa, la corrente che le attraversa sarà la stessa. Se si modifica la tensione su una delle resistenze, la corrente che la attraversa cambierà, mentre la corrente che attraversa l’altra non ne risentirà.
Terza legge di Ohm
La terza legge di Ohm prevede che la somma delle tensioni su tutte le resistenze di un circuito sia uguale alla tensione applicata al circuito. Ciò significa che, sommando le tensioni che attraversano ogni resistenza di un circuito, si ottiene la tensione applicata al circuito. Queste tensioni sono note anche come CEM (Forza Elettromotrice) e la corrente che attraversa ogni resistenza è data dalla CEM moltiplicata per la sua resistenza. Se si sommano le tensioni su tutte le resistenze di un circuito, la somma sarà uguale alla tensione applicata al circuito. Se si sommano le tensioni su più resistenze di un circuito, la somma sarà la tensione applicata al circuito. Se si sommano le tensioni su tutte le resistenze di un circuito, la somma sarà uguale al campo elettromagnetico. Le tensioni su tutte le resistenze di un circuito saranno sempre uguali alla tensione applicata al circuito, indipendentemente dal fatto che si utilizzi corrente alternata o corrente continua.
Indicazioni principali
Le leggi di Ohm sono utili in qualsiasi situazione in cui vi siano resistenze o altri componenti in cui la corrente e la tensione variano. La corrente diventa un concetto utile quando si ha a che fare con circuiti che includono molti componenti e interazioni complesse. Le leggi di Ohm possono essere applicate per analizzare un circuito o trovare la resistenza equivalente tra due punti di un circuito; per calcolare la tensione attraverso un determinato resistore, data la corrente e altri parametri del circuito.
Le leggi di Ohm ci permettono di prevedere i valori di corrente e tensione in un circuito, dati i valori di resistenza, corrente e tensione in altri punti del circuito. Sono particolarmente utili quando si tratta di circuiti costituiti da interazioni complesse. Se conosciamo la tensione e la corrente in un punto qualsiasi del circuito, le leggi di Ohm ci permettono di trovare altri valori, come la tensione attraverso una determinata resistenza. Ci permettono di capire come scorre l’elettricità in un circuito e di fare previsioni su cosa accadrà quando cambiamo i valori della corrente, della tensione o delle resistenze utilizzate.